V kabinách s víc kyslíkem uspěl u popruhů kevlar s PBI, ale jen nebarvený
Technický bulletin střediska NESC z 31. července shrnuje zkoušky hořlavosti běžně prodávaných popruhů pro prostředí s vyšším podílem kyslíku, jaké se plánuje pro lodě a stanoviště na Měsíci a Marsu. Ze dvou zkoušených variant popruhu z kevlaru a polybenzimidazolu splnila požadavek při 37 % kyslíku jen ta nebarvená, černá došla k 35 %.
Popruh, tedy úzká tkaná stuha, drží na palubě kdeco: pomůcky pro pohyb posádky, sítě proti odletu nákladu, ucha u vaků. Běžně se na ně používá nylon nebo meta-aramid. Pro lodě a stanoviště, se kterými NASA počítá u Měsíce a Marsu, tyhle materiály podle bulletinu TB 26-04 z 31. července nestačí. Důvod je v atmosféře, kterou tam mají posádky dýchat.
Proč má být v kabině víc kyslíku než ve vzduchu
Skafandr pro výstup ven má uvnitř mnohem nižší tlak než kabina. Kdo do něj přejde rovnou, riskuje dekompresní nemoc, a tak se před výstupem dýchá čistý kyslík, aby se z těla vyplavil dusík. Čím míň se kabina od skafandru liší, tím kratší to předdýchání je.
Recenzovaná práce v Frontiers in Physiology z roku 2025, která popisuje jedenáctidenní pobyty dobrovolníků v podtlakové komoře, uvádí zamýšlený stav pro program Artemis takto: v lodi nebo obytném modulu 8,2 psi a 34 % kyslíku (parciální tlak kyslíku ve vdechovaném vzduchu 128 mmHg), tedy v přepočtu zhruba 57 kPa. Předdýchání se tím zkrátí na asi dvacet minut. Při simulovaných výstupech v té komoře měl skafandr 4,3 psi, v přepočtu asi 30 kPa.
Kyslík navíc má ale druhou stránku. Bulletin ji shrnuje jednou větou: obohacená kyslíková atmosféra zvyšuje riziko hoření a s ním i nároky na ohnivzdorné materiály. Jak moc to svazuje ruce, je vidět na té komorové studii: třetí z jejích pobytů proběhl celý při 9,6 psi a 28,5 % kyslíku, protože NASA podle autorů chtěla prověřit i variantu pro programy a stroje, které se kvůli hořlavosti nad 30 % kyslíku snadno nedostanou.
Co obnáší zkouška hořlavosti
Popruhy prošly zkouškou číslo 1 podle normy NASA-STD-6001B, která se jmenuje šíření plamene vzhůru a metodicky vychází z normy ISO 14624-1:2003. Jedna zkouška znamená pět shodných vzorků. Materiál obstojí jen tehdy, když ani jeden z nich neshoří na délku větší než 15 cm a když ani z jednoho neodpadne hořící kus, který by zapálil papír položený pod vzorkem. Selhání jediného vzorku znamená selhání materiálu v daném prostředí.
Z toho se odvozuje číslo, které bulletin uvádí u každého popruhu: největší koncentrace kyslíku, při níž pětice vzorků ještě projde. Zkoušelo se ve White Sands Test Facility při tlaku 8,2 psia a v takzvané nestíněné konfiguraci J, kde je zapalovač namířený na plochu popruhu včetně jeho volného bočního okraje, zatímco střižená hrana plameni vystavená není.
Kevlar s polybenzimidazolem, a rozhoduje i barva
Zkoušeným materiálem byl popruh šířky jednoho palce, tedy 2,54 cm, tkaný ze 60 % kevlaru a 40 % polybenzimidazolu, který dodává firma Sturges Manufacturing. Táž tkanina ve dvou provedeních dopadla různě: nebarvená, zlatavá verze prošla až při 37 % kyslíku, černá při 35 %. Právě nebarvená verze proto splnila hodnotu, pro kterou se materiály v tomhle programu posuzují. U ní navíc proběhla i zkouška zplodin, které materiál uvolňuje do vzduchu. Podrobný protokol vede černá verze pod číslem WSTF 26-49145, nebarvená pod WSTF 26-49149.
Popruh se vyrábí v šířkách od čtvrt palce do osmi palců, tedy v přepočtu zhruba od 6 mm do 20 cm. Zkoušel se jen jednopalcový.
Jeden pruh látky ještě není hotový výrobek
Bulletin sám drží výsledek v mezích. Odolnost popruhu po opotřebení se nezkoušela vůbec. Výsledná hořlavost hotového dílu závisí i na ostatních součástech, takže se výrobek musí odzkoušet ve své konečné podobě; výsledek jednotlivé tkaniny za sestavu neručí. A hořlavost může posunout skoro každá odchylka od zkoušeného vzorku, včetně rozměrů, druhu vazby, tloušťky příze, hustoty, povrchových úprav, barvy, poměru vláken, způsobu začištění okraje nebo přišitého suchého zipu.
Dvě čísla, která se nepotkávají
Bulletin píše, že se materiály posuzují pro použití při 37 % kyslíku a tlaku 8,2 psia. Práce ve Frontiers in Physiology popisuje plánovanou atmosféru jako 8,2 psi a 34 % kyslíku. Tlak je stejný, podíl kyslíku ne. Proč se zkouší o tři procentní body výš, než kolik má být v kabině, bulletin neuvádí.
Popsaná práce je podle bulletinu první fází záměru, který má oboru dodat ověřené stavební kameny pro takzvané měkké vybavení, v originále softgoods. Postup vymyslelo středisko NESC, provádí ho kancelář marsovského programu a Johnsonovo vesmírné středisko a začíná se u textilií, které jdou koupit běžně. Co po téhle fázi následuje, v bulletinu nestojí.
Zdroje: technický bulletin NESC TB 26-04 na stránkách NASA (31. 7. 2026), norma NASA-STD-6001B se změnou 3 (standards.nasa.gov) a práce Crucian a kolektiv, Frontiers in Physiology 2025, doi 10.3389/fphys.2025.1637834.